[發明專利]一種利用插層制備地開石/納米銀復合物的方法

在審

• 申請號: 201910935510.0
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110526255A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 劉文元;鐘祥華;吳曉林;謝華杰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C01B33/40
• 分類號: C01B33/40;C01B33/44;B82Y30/00;B22F9/24
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 修斯文;蔡學俊<國際申請>=<國際公布>

本發明屬于地開石插層復合物的制備領域，具體涉及一種利用插層制備地開石/納米銀復合物的方法。其是以地開石和硝酸銀為主要原料，以液相插層制備的地開石/二甲基亞砜插層復合物為前驅體，以甲醇置換插層后，置換插層制備的地開石/甲醇插層復合物為中間體；硝酸銀溶液中的銀離子吸附于地開石的層間后，與硼氫化鈉溶液充分反應后，過濾分離，得到地開石/納米銀插層復合物。本發明首次通過插層制備地開石/納米銀復合物的，其工藝流程清晰高效、原料來源豐富、資源利用率高，且經濟實用、綠色環保，具有良好的工業前景和社會效益。

技術領域

本發明屬于地開石插層復合物的制備領域，具體涉及一種利用插層制備地開石/納米銀復合物的方法。

背景技術

當金屬銀單質的粒徑達到納米級后就稱為納米銀。納米銀在催化劑、超導材料、光學材料和感光材料等方向具有廣泛的應用。此外，在殺毒抗菌方面，對大腸桿菌、淋球菌等數十幾種致病微生物都有強烈的抑制和殺滅作用，而且不會產生耐藥性。目前，制備納米銀的方法主要有真空蒸鍍、電化學還原等。由于銀很容易發生團聚，納米粒子的生長和防團聚技術是制備納米材料的關鍵環節。前期研究表明，層狀硅酸鹽礦物（膨潤土、沸石、坡縷石、高嶺石等）的層間距限制了金屬粒子的生長，可防止團聚。因此，層狀硅酸鹽的片層可為制備納米金屬提供模板，進一步制備納米復合材料。

地開石屬于高嶺石族含水鋁硅酸鹽粘土礦物，由硅氧四面體和鋁氧八面體共用氧連接，并通過氫鍵沿著C軸堆垛而成的結構，其化學式、結構單元和同族的高嶺石礦物一樣，差別在于構造單元層的堆疊規律有所不同。由于地開石的層與層直接通過氫鍵結合，具有較強的結合力，且層間不含可交換的陽離子，呈電中性，為非膨脹性礦物。因此，外界有機分子要通過插層作用進入地開石層間比較困難。只有少數分子量小、分子極性較強的有機物如醋酸鉀、甲酰胺、二甲基亞砜、肼和脲等才可以直接插層，其他離子等要通過置換插層或多步插層才能進入地開石層間。因此，在理論上，通過多步插層可以將銀離子引入層間，還原后，銀單質在有限的空間生長，從而制備地開石/納米銀插層復合物。經研究發現，地開石經過二甲基亞砜插層后，層間距由0.72 nm增至1.12 nm，甲醇置換插層后，銀離子可以吸附至地開石層間，還原劑還原后，銀離子還原成銀單質，地開石層間特殊的結構，避免了銀單質的團聚，制備的銀單質尺寸為23.5 nm，從而制備地開石/納米銀插層復合物。由于納米銀和地開石的特殊性能，制備的復合材料兼具兩者的特性，具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種簡便、高效、經濟的以地開石為原料，通過插層制備地開石/納米銀復合物方法，其原料來源豐富，資源利用率高，工藝流程簡單、高效，在提高地開石附加值的同時可降低尾礦庫的庫容，經濟實用且綠色環保。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種利用插層制備地開石/納米銀復合物的方法，以地開石/二甲基亞砜插層復合物為前驅體，甲醇置換插層后，制備地開石/甲醇插層復合物；將地開石/甲醇插層復合物浸泡至硝酸銀溶液中，磁力攪拌，使銀離子吸附于地開石的層間，反應后，溶液中添加硼氫化鈉溶液，充分反應后，過濾分離，蒸餾水清洗后干燥制得地開石/納米銀插層復合物。

所述所用地開石/二甲基亞砜插層復合物為地開石前驅體經過二甲基亞砜溶液浸泡法，反應一天，無水乙醇清洗后室溫風干制得。

所述地開石具體為福建紫金山銅金礦尾礦中的地開石，經選擇性浮選后研磨過100-200目篩制得。

所用地開石/甲醇插層復合物，通過溶液浸泡法，每天更換新鮮甲醇溶液，連續反應一周，離心分離所得。

所用的硝酸銀質量為地開石/甲醇插層復合物質量的1%~10%，磁力攪拌3 h后，銀離子吸附至地開石層間。

所用的硼氫化鈉摩爾數為硝酸銀的1~5倍，磁力攪拌3 h后，銀離子還原成銀單質。

其中銀單質的粒徑為23.5 nm。